作者/來源:郭慶杰 張濟宇(中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所 0 3 0 0 0 1 ) 日期: 2009-11-19 點擊率:1506
摘要 概述了灰熔聚玲模氣同射流流化床的研究現(xiàn)狀,內(nèi)容主要包括:射流形成的條件及
流型劃分、 射流深度、 射流勢能區(qū)、 顆;旌霞斑\動、 空隙率分布、 氣泡行為、 分離特性, 并預(yù)測了今后研究的趨勢。
關(guān)鍵詞 射流流化床 射流深度 顆粒混合 分離
0 引 言
灰熔聚氣化爐使用粉煤為原料, 以氧氣和水蒸氣作氣化劑, 在氣化爐內(nèi)完成灰的熔聚以及熔聚與灰的分離, 生產(chǎn)低、 中熱值煤氣。 同溫克勒氣化爐相比, 灰熔聚氣化爐具有以下優(yōu)點: ( 1 ) 煤種適應(yīng)寬; ( 2 ) 碳利用率高; ( 3 ) 產(chǎn)品氣中不含焦油; ( 4 ) 對高硫煤能在爐內(nèi)脫硫, 煤氣凈化系統(tǒng)簡單。 冷模射流流化床流動特性、 分離特性的研究直接促進了射流流化床在工業(yè)上的應(yīng)用, 如中科院山西煤化所灰熔聚中間試驗裝置 ( 2 4 t/d ) 通過了鑒定, UG AS 、 KR W 灰熔聚氣化工藝處于示范廠階段。射流床流動特性、 分離特性的研究內(nèi)容主要包括: 射流深度、 射流床勢能區(qū)、 射流氣泡的大小和頻率、 氣體速度分布、 固體顆粒的混合及流型、 氣體和固體的夾帶、 分離特性等本文綜述了近年來灰熔聚冷模射流流化床研究的現(xiàn)狀, 并預(yù)測了今后的發(fā)展趨勢。
1 流動特性
1.1 射流形成條件及流型劃分
噴口氣體的排放流型明顯地影響分布板區(qū)或射流管射流區(qū)的流體力學(xué)機理。最終將影響到氣固有效接觸, 也將影響傳熱、 傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)過程。氣泡在射流末端有規(guī)律地形成。射流上部的橢圓部分被拉長后形成氣泡, 同時射流發(fā)生崩塌,噴流則是氣流穿破床層, 形成噴泉許多研究者研究射流形成的條件,Ro we等在 1 4 0 mm 圓形床的研究結(jié)果表明: 氣體通常以氣泡的形式通過噴口進入到流化床中,只有當(dāng)噴口周圍固體顆粒不充分流化; 或者壁面的存在阻礙顆粒流向噴口, 才形成射流, We n 發(fā)現(xiàn): 在多孔分布板中, 當(dāng)氣速增大到可消除孔間死區(qū)時, 射流即轉(zhuǎn)向氣泡流 Ya t e s等認為: 噴口之上空穴高度大于初始氣泡半徑時, 可形成射流。G r a c e等 將 C h a n d a n i 和E p s t e i n噴動床判據(jù): d o/d p =2 5.4應(yīng)用于射流床, 并比較了 1 8個研究者在單噴口、 多噴口的實驗數(shù)據(jù), 吻合較好 遺憾的是: 該準則與氣固性質(zhì)、 操作條件無關(guān), 只是射流形成的必要條件, 而非充分條件。
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